探討遙感技術在水文與水資源工程中的應用

劉鵬

摘要：我國屬嚴重缺水國家，提高水資源的利用率對保障民生、促進國家發展都具有重要意義。隨著遙感技術在水文水資源領域中的應用不斷深入，研究人員能依托先進設備更高效地采集水文數據，提高水文水資源領域的研究水平，并且能依托該技術進行洪水監測，加強對人民的生命財產安全的保護力度，對水文資源的蒸發和降水量進行監測，提高相關部門對水資源的利用率。

關鍵詞：遙感技術;水文與水資源;應用

1遙感技術概述

在飛行高度低于1200米的高度時，大部分地區是可以不用申請空域管制的，可以直接進行作業，靈活性高可以貼著水域表面飛行，也可以隨時停止飛行，停在水體上空。例如無人機掛配著測量水體流速的儀器飛行到江河湖中，定點停在距水體表面上方的一定距離，把測量儀器放入適當深度的水體中來測量水體流速，也可換作其他儀器去測量水體的不同數據，例如水體溫度，水體水質等。目前無人機系統最大的特點是，在進行作業時它可以進行實時動態拍攝收集信息并傳送數據到終端系統進行監控。在水利工程建設中，尤其是一些大型水利樞紐或水電站的施工中，我們必須進行全面的監控和管理，無人機遙感技術就可以實時地對項目建設進行監測。在南方多雨汛情期間，無人機系統也可以利用無線區域網絡提供實時的汛情信息，包括汛情評估、水毀核查以及汛情趨勢預估等信息，方便決策者做出合理地安排，極大地提高了作業效率。

2遙感技術概況與水文水資源應用的優勢

2.1遙感技術原理

所謂遙感技術，就是指從遠距離感知自身和來自目標的可見光、電磁波、紅外線等，并能識別與探測的一種技術。而該技術的使用環節分別是獲取、傳輸、儲存、處理，一般需要借助相應的遙感系統。而從遙感器的類型上看，涉及種類眾多，如合成孔雷達、微波輻射計、成像光譜儀、多光譜掃描儀等。從技術上面看，主要的表現為任何物體均有光譜特性，一般常見的有輻射光譜、吸收光譜、反射光譜等，而遙感技術就是利用這些特性，利用自身的光譜波段來完成探測過程的。

2.2遙感技術特征

（1）具有較大的探測范圍，并且無須對其他影像因素考慮，陸地衛星 的軌道保持在一定高度，使用航攝飛機就可以實現10km的高度，能夠利用特別衛星圖，而且覆蓋范圍非常廣。（2）遙感技術獲取資料的時間短。 如果在實地繪制地圖，用傳統的方法會耗費很長一段時間，而使用遙感技術，可以利用陸地衛星來進行測繪，測繪面積能夠覆蓋整個地球，這就使得豐富的資料能在短時間內便可以輕松獲取。（3）遙感技術在應用范圍 上也非常廣泛，像在測繪海洋領域、地質領域、農林領域、軍事領域、水文領域等均可見到遙感技術的應用。

2.3在水文水資源中運用遙感技術的優勢

（1）探測范圍廣的體現。遙感技術相較于傳統的人工勘測技術，其監測范圍更加廣，且比人工收集的數據信息種類更多，這些數據擴大了人類的視野范圍，大大提升了人類的視覺空間，通過圖像的方式來幫助工作人員對水資源的情況有一個宏觀的認知。（2）手段多樣化。遙感技術獲 取手段種類繁多，從傳統的衛星和飛機逐漸發展到不需要人工操作的無人機和高軌道同步衛星及載人空間站等平臺，同時觀測的器械也從攝影系統轉變到各種先進的掃描系統，特別是運用微波傳感器能對生物群落進行掃描，這提高了數據信息的收集效率和質量。

3遙感技術在水文水資源領域中的具體應用

3.1小流域洪水監測

（1）水位儀布設分析。根據水位檢測方式的不同，可將水位遙感儀分為接觸水位檢測的浮子檢測式和不接觸水位的超聲波檢測式兩種。接觸水位監測的浮子檢測設備還可進一步細分為岸式監測和島式監測量量兩種，其中岸式水位監測是利用管道連接河道和監測井，使二者在水平高度上保持一致，通過記錄監測井內浮子的高度得到河道的水平面數據，該種檢測技術具有較高的安全性，無需操作人員進入河道或監測井中，操作簡便。島式水位監測需要監測人員在河道內開展作業，通過記錄豎井內浮子的高度得到河道水位的高度數據，操作中需保證井臺和棧橋的連接質量。不接觸水位的超聲波監測方式是利用探頭或雷達完成水位監測，雷達向水面發

射信號，根據信號返回時間計算水位的高度和變化情況。該技術需要在河道中架設延伸支架。在實際開展的小流域洪水監測工作中，相關部門可結合自身的實際條件選擇合適的水位監測模式，在設備完成安裝并啟動后，會對河道水位數據進行采集，并利用數字傳輸技術將采集數據傳輸給控制中心，工作人員可利用大數據處理軟件對所有數據進行分類、整合和處理，最終得到準確的水資源變化數據。（2）作業流程。對小流域洪水進 行監測的作業流程具體包含以下四點：第一，構建預警體系。建設洪水預警體系能使相關部門更高效地開展統計所轄地區內的降雨量、測算預報、組建電子圖等工作，預警體系可依托先進的數字程序模型進行建設，一次實現自動分析采集數據的目的，對所轄地區內各個流域的水資源變化情況進行監控和預警，并根據預警等級制定針對性的防范預案。第二，監測信息整理儲存。該作業流程主要是采集電子地圖信息、獲取前期數據等，根據采集信息對所轄地區內水資源的分布情況進行分析，對雨水回流情況進行預測。第三，模型建設完成。依托遙感技術采集地區內的水資源數據和水文分布數據，完成模型的建設。工作人員可利用該模型對不同流域的分布特征進行深入分析，預測該流域不同地段能承受的最高降水量。不同模型具有不同的針對性功能，如流域模型可全面地掌握地區內河道的徑流情況，判斷周邊的水流情況;水庫模型可對水利工程的選址和建設提供的科學的參考依據，相關部門應根據實際工作任務的不同建設不同模型。

3.2在蒸發量監測中的應用

通過監測水文水資源的蒸發情況，能更好地掌握地表能量向質量轉變 的過程，并得出相應的數據信息。但實際對水文水資源的蒸發情況進行監測需要經過非常繁瑣的操作，且難以保障監測質量。利用遙感技術構建相應數據模型采集不同層次的政法數據，最終根據每層的數據差得出準確的蒸發量。第一層檢測地表植被和土壤，第二層檢測地面上下和表層覆蓋物的熱量值，在計算蒸發量時還應充分考慮地區的水文情況。

3.3在降水量檢測中的應用

隨著我國科技水平的不斷提升，衛星定位設備和遙感技術得到進一步融合的，這一進步對提高信息的傳輸速度、遠程調控的效果都具有重要意義，相關部門可依托遙感技術更加深入地掌握水資源的分布情況。同時，結合雷達技術發射電磁波，能得到較為準確的降水量數據。通過在水文水資源領域中科學的應用遙感技術，有效提高了對水文水資源數據的采集效率和采集數據的準確性，但在對地區降水量進行檢測時還存在一定不足，如對云層資源的獲取存在一定限制，但可結合飛機輔助采集相關數據，進而保證數據的完整性，提高對地區降水量預測的準確性。

結束語：水文水資源監測是保障我國經濟社會實現可持續發展戰略的重要前提之一，重視水資源的開發、利用、管理，提高水文水資源的工作質量，引進科學新技術并不斷地創新，以滿足水文水資源監測的發展需求，而遙感技術能夠很好地改善水文水資源工程的工作質量，提高數據信息采集效率并能無視環境因素進行監測，并為管理人員提供有效的依據來做出管理計劃。

參考文獻：

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